ГГц ДЛЯ МЕЖДУНАРОДНОЙ РСДБ СТАНЦИИ «СИМЕИЗ»

March 31, 2012 by admin Комментировать »

Вольвач А. Е., Никитин П. С., Стрепка И. Д. НИИ «Крымская астрофизическая обсерватория» РТ-22, Кацивели, г. Ялта – 98680, Украина Тел.: (0654) 237152; e-mail: volvach@crao.crimea.ua

Аннотация – Разработаны и введены в действие неох- лаждаемые радиометры на частоты 2 и 8 ГГц для проведения наблюдений методом радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами на 22-м радиотелескопе КрАО. Шумовая температура приемной системы в зените составила 80 К и 85 К на частотах 2 и 8 ГГц соответственно, что практически не отличается от ее величины с прежним охлаждаемым усилителем и соответствует мировым стандартам. Из РСДБ наблюдений, выполненных согласно геоди- намическим программам, получены оценки горизонтальной скорости движения радиоастрономической станции Симеиз, расположенной на Южном берегу Крыма. Станция перемещается относительно Евразийской тектонической плиты со скоростью 2.8±0.9 мм/год в северо-восточном направлении.

I.  Введение

В настоящее время метод радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами является наиболее точным в астрометрии. Глобальная сеть радиоастрономических станций регулярно проводит наблюдения внегалактических источников. Наблюдательные программы являются частью общих усилий для решения задач построения земной и небесной систем координат, а также определения параметров вращения Земли, проводимых под эгидой международной РСДБ службы.

Основными требованиями, предъявляемыми к радиотелескопам, входящим в РСДБ сеть, являются высокая чувствительность, которая обеспечивается снижением шумов приемной системы, а также высокая стабильность гетеродинов.

В данной работе представлены неохлаждаемые радиометры на частоты 2 и 8 ГГц. Также приведены результаты измерений в составе международной геодинамической РСДБ сети положения и скорости движения станции Симеиз, известной также под именем «CRIMEA».

II. Аппаратура

22-м радиотелескоп (РТ-22) Крымской астрофизической обсерватории расположен на южном побережье Крымского полуострова около поселка Симеиз в

19    км к западу от города Ялта. Он участвовал в самых первых межконтинентальных РСДБ наблюдениях в сентябре 1969 года по астрофизическим программам. Станция Симеиз была модернизирован в 1994 году в рамках сотрудничества между Украиной (КрАО и ГАО НАНУ), США (NASA/GSFC) [1].

В 2001 г. РТ-22 был оснащен новыми приемными устройствами на частоты 2 и 8 ГГц. Особенности этих приемных устройств заключаются в использовании в них неохлаждаемых малошумящих СВЧ транзисторного усилителей (МШУ), изготовленных АТ «Миррад». Совмещенный облучатель позволяет одновременно принимать излучение в левой или правой круговой поляризации. Проведенная фокусировка системы позволила получить эффективную площадь не менее 200 м2 в обоих диапазонах. Входные МШУ с устройствами преобразования сигналов к промежуточной частоте и синхронизуемыми гетеродинами, с устройствами фазовой и амплитудной калибровок расположены в первичном фокусе РТ-22.

Для успешного функционирования станции Симеиз проведены исследования параметров системы радиотелескоп-радиометр в режиме одиночной антенны. В табл. 1 приведены характеристики системы радиотелескоп-радиометр. Для измерения эффективной площади антенны использовались измерения SEFD. Ширина диаграммы направленности антенны ©о 5, уровень первого бокового лепестка SL и КИП апертуры рассчитывались на основе измеренной диаграммы направленности облучателя.

Таблица 1. Характеристики системы радиотелескоп- радиометр.

Характеристика

2 ГГц

8 ГГц

©0.5

23.5

6.5

SL, дБ

<20

<20

КИП

0.55

0.6

ТсИС| К

80

85

Измерения параметров системы радиотелескоп- радиометр проводились с помощью системы регистрации Марк-3 и программного обеспечения Field System. Шумовая температура системы определялась нами по источникам с известными в данном диапазоне потоками: Vir-A, Cas-A, Cyg-A, Tau- A. Производился учет ширины главного лепестка диаграммы направленности и углового размера источника. Перед каждым измерением шумовой температуры системы, точность наведения на источник определялась сканированием. Затем радиотелескоп устанавливался поочередно на радиоисточник и на точку, отстоящую от него на 5 величин главного лепестка диаграммы направленности на уровне 0,5 (источник – фон). Цифровой выходной сигнал радиометра интегрировался в течении 10 с в каждом положении радиотелескопа при помощи системы регистрации Марк-3. По полученным в двух различных положениях антенны откликам радиометра, определялась эквивалентная плотность потока системы. В зависимости от интенсивности излучения источника проводилась серия из 6-10 измерений, после чего рассчитывалось ее среднее значение и оценивалась среднеквадратичная ошибка среднего.

Шумовые характеристики введенных в действие неохлаждаемых приемных устройств практически не отличается от величин, имевшихся с прежними охлаждаемым усилителями и соответствуют мировым стандартам [2]. Применение неохлаждаемых радиометров значительно уменьшило весовые нагрузки на штанги, несущие кабину первичного фокуса, примерно на 100 кг; упрощен процесс монтажа аппаратуры. Вследствие отказа от охлаждения значительно уменьшено энергопотребление приемника.

III.  Наблюдения

В период с 2001 – 2004 гг. с использованием новых неохлаждаемых радиометров было проведено более 20 сессий наблюдения в составе международной РСДБ сети за международными геодинамиче- скими проектами International VLBI Service – Terresti- cal reference frame observations и EUROPEAN Geodetic VLBI Network. В табл. 2 указаны радиотелескопы, принимавшие участие в экспериментах.

Таблица 2. Станции, принимавшие участие в РСДБ экспериментах.

РСДБ пункт

Страна

Simeiz

Украина

Jodrell Bank

Великобритания

Medicina

Италия

Onsala

Швеция

Matera

Италия

Noto

Италия

NyAlesund

Норвегия

Wettzell

Германия

Metsahovi

Финляндия

Urumqi

Китай

Yebes

Испания

Hobart

Австралия

FortLeza

Бразилия

Gilcreek

США

Tsukuba

Япония

Ohiggins

США

Ко kee

США

Fairbanks

США

Effelsberg

Германия

Для анализа данных наблюдений были использованы все доступные двухполосные РСДБ наблюдения за 25 лет: 1979 – 2003, 2 937 сессии, 2 719 961 наблюдение, включая 64 успешных сессий с участием станции Симеиз во время которых было получено более 20 000 групповых задержек. Станция Симеиз перемещается относительно Евразийской тектонической плиты со скоростью 2.8 ± 0.9 мм/год в северо- восточном направлении [3].

IV.  Заключение

Введение в действие неохлаждаемые радиометры на частоты 2 и 8 ГГц, дало возможность продолжить на РТ-22 геодинамические исследования в составе международной РСДБ сети. Шумовая температура приемной системы в зените практически не отличается от ее величины с прежним охлаждаемыми усилителями и соответствует мировым стандартам.

Проведенные геодинамические исследования показали, что станция Симеиз перемещается относительно Евразийской тектонической плиты со скоростью 2.8 ± 0.9 мм/год в северо-восточном направлении.

V.  Список литературы

[1] A. Volvach, L. Petrov, N. NesterovII Kinematics and Physics of Celestial Bodies. 1999. V.1, P.116-118.

[2] A. Volvach, I. Strepka II NASA/TP-2002-210001. Ed. by

N. Vandenberg and K. Baver. International VLBI Sevice for Geodesy and Astrometry. Greenbelt, MD 20771 USA. 2003. P.115-118.

[3]  L. Petrov, A. Volvach, N. Nesterov, II Kinematics and Physics of Celestial Bodies. 2001, Vol.17, № 5, P. 424-436.

2- AND 8-GHz RADIOMETERS FOR SIMEYIZ VLBI STATION

Volvach A. Ye., Strepka I. D.

RT-22, Crimean Astrophysical Observatory Yalta – 98680, Ukraine phone: (0654) 237152, e-mail: volvach@crao.crimea.ua

Abstract – The 2- and 8-GHz uncooled LNAs for VLBI radiometers were installed in Radio Telescope 22 at the Crimean Astrophysical Observatory (Simeyiz Station). A horizontal velocity of the Simeyiz Radio-Astronomical Station displacement was estimated using VLBI observations carried out under geodynamics programs. The station was found to move north-east at a rate of 2.8±0.9 mm/yr relative to the Eurasian tectonic plate considered as rigid.

I.  Introduction

Nowadays the technique of very long baseline interferome- try (VLBI) is regarded as the most accurate one in astrometry. The global network of radio-astronomy stations has been engaged in observations of extragalactic sources on a regular basis. Observation programs are a part of a joint effort aimed at maintaining the terrestrial reference frame, celestial reference frame and monitoring the Earth rotation parameters. These efforts are undertaken by international community under the auspices of the International VLBI Service. The paper summarizes the technical parameters and upgrades implemented to improve the reliability of the receivers. We have also focused our studies on the issues related to determining the position and drift of the Simeyiz Station.

II.  Equipment

The 2- and 8-GHz uncooled LNAs for VLBI radiometers were installed in Radio Telescope 22 at the Crimean Astro- physical Observatory (Simeyiz Station). The LNAs were developed and manufactured by Mirrad Joint-Stock Company assisted by the Crimean Astrophysical Observatory and the NASU Head Astronomical Observatory. Table 1 shows parameters of the receivers. The amplifiers, the phase and amplitude adjustment units were installed in the primary focus of the antenna. The LNAs are uncooled. A combined feed allows for a simultaneous reception of both left- and right-hand circularly-polarized radiations, although only one type of polarization may be recorded at a time. The feed horn is connected to the receiver by a straight X-band waveguide and a short S-band coaxial cable. The S-band focusing and a more precise X-band focusing were done by measuring antenna power patterns obtained during observations of Taurus-A, Virgo-A, Cas-A and Cygnus-A radio sources. The system equivalent flux density (SEFD) was measured by observing the strongest radio sources.

III.  Observations

Between 2001 and 2004 more than twenty international VLBI sessions were carried out using new uncooled radiometers. All the available dual-band geodetic VLBI observations accumulated in 25 years between 1979 and 2003 were used in the analysis: 3,058 sessions, 3,005,651 observations including 64 successful sessions that involved Simeyiz Station over 6 years providing about 20,000 high-quality measurements of group delays. The station was found to move north-east at a rate of 2.8±0.9 mm/yr relative to the Eurasian tectonic plate considered as rigid.

IV.  Conclusions

The 2- and 8-GHz uncooled LNAs for VLBI radiometers were commissioned on Radio Telescope 22 offering an opportunity for continued geodetic VLBI observations.

The Simeyiz Station is located 300 km from the edge of the Eurasian plate. Tectonic displacements in Eastern Mediterranean are quite complicated and result from the interaction between Eurasian, African and Arabian plates. The boundary of tectonic plates is associated with the North Anatolian transform fault. The Anatolian block moves westward along the fault and may cause deformations in the south part of the Eurasian plate. The obtained horizontal velocity at a rate of 2.8±0.9 mm/yr to north-east does not contradict this model.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии»

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты